如圖所示，兩根電阻不計的光滑平行金屬導軌ABCDP-A1B1C1D1P由四分之一圓弧部分和水平部分構(gòu)成，水平部分最右端有絕緣柱。DP-D1P1間的寬度為BC-B1C1間寬度的2倍，圓弧的半徑r=0.45m,DP-D1P1間導軌寬度L=1m,導軌水平部分處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B=2T。兩根質(zhì)量均為m=1kg,長為L=1m,電阻為R=2Ω的金屬棒a、b分別垂直導軌靜置于圓弧頂端和水平導軌DP-D1P1間某一位置處。某時刻將a由靜止釋放，沿圓弧軌道滑入水平部分，當a運動至兩水平導軌分界處時與橡皮泥碰撞并粘合停止，并接入右側(cè)水平導軌，此時b剛好運動至距絕緣柱0.5m的EF處。此后a保持靜止，b繼續(xù)向右運動至與絕緣柱發(fā)生彈性碰撞，反彈后b經(jīng)過一段時間停在E1F1處（圖中未畫出）。已知a與橡皮泥發(fā)生碰撞之前兩棒均已做勻速運動且b棒未與絕緣柱發(fā)生碰撞。整個運動過程中金屬棒與導軌接觸良好，g取10m/s2。求：
（1）求金屬棒a下滑到BB1時的速度大??；判斷a剛進入磁場時俯視看通過回路的電流方向（答“順時針”或“逆時針”）及此時金屬棒a受到的安培力方向；
（2）求金屬棒a勻速運動的速度大??；以及從金屬棒a開始下滑到a、b勻速運動的過程中，金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）E1F1距絕緣柱的距離。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：119引用：1難度：0.3
相似題
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1．如圖所示，固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導軌，垂直于導軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為l、電阻均為R，兩棒與導軌始終接觸良好。MN兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B．PQ的質(zhì)量為m,金屬導軌足夠長、電阻忽略不計。
（1）閉合S，若使PQ保持靜止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；
（2）斷開S，PQ在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：3100引用：16難度：0.5 -
2．如圖所示，足夠長的U形光滑金屬導軌平面與水平面呈θ角，其中MN與PQ平行且間距為L，導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，導軌電阻不計．金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑，并與兩導軌始終保持垂直且接觸良好，ab棒在MN與PQ之間部分的電阻為R，當ab棒沿導軌下滑的距離為x時，棒的速度大小為v.則在這一過程中（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：78引用：3難度：0.7 -
3．2022年6月，我國首艘完全自主設計建造的航母“福建艦”下水亮相，除了引人注目的電磁彈射系統(tǒng)外，電磁阻攔索也是航母的“核心戰(zhàn)斗力”之一，其原理是利用電磁感應產(chǎn)生的阻力快速安全地降低艦載機著艦的速度。如圖所示為電磁阻攔系統(tǒng)的簡化原理：艦載機著艦時關(guān)閉動力系統(tǒng)，通過絕緣阻攔索拉住軌道上的一根金屬棒ab,金屬棒ab瞬間與艦載機共速并與之一起在磁場中減速滑行至停下。已知艦載機質(zhì)量為M，金屬棒質(zhì)量為m,接入導軌間電阻為r,兩者以共同速度為v0進入磁場。軌道端點MP間電阻為R，不計其它電阻。平行導軌MN與PQ間距L，軌道間有豎直方向的勻強磁場，磁感應強度為B。除安培力外艦載機系統(tǒng)所受其它阻力均不計。求：
（1）艦載機和金屬棒一起運動的最大加速度a；
（2）艦載機減速過程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab；
（3）艦載機減速過程通過的位移x的大小。發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：198引用：4難度：0.4
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